L-enerġija solari kkonċentrata (CSP) hija distinta minn sorsi oħra ta 'enerġija rinnovabbli billi tuża ħażna ta' enerġija termali (TES) u magni tas-sħana konvenzjonali biex tintbagħat l-enerġija fuq talba. Madankollu, sabiex tinkiseb spiża kompetittiva livellata tal-enerġija (LCOE), l-ispejjeż tas-sistema CSP għandhom jitnaqqsu.
Studji reċenti ta 'diversi uċuħ minimi perjodiċi tripli (TPMS) u uċuħ nodali perjodiċi bħala skambjaturi tas-sħana wrew li l-uċuħ Schwarz-D TPMS għandhom proprjetajiet eċċellenti ta' trasferiment tas-sħana. grupp IV-VI karburi tal-metall ta 'transizzjoni, borides u komposti huma l-aktar komuni materjali taċ-ċeramika ta' temperatura ultra-għolja (UHTC). Qabel l-introduzzjoni tal-manifattura addittiva, l-apparati TPMS kienu diffiċli biex jiġu ffabbrikati.
Meta mqabbel ma 'metodi preċedenti ta' manifattura ta 'strutturi taċ-ċeramika TPMS, il-manifattura tal-addittivi tal-ġett li jwaħħal qed tiżviluppa bħala metodu promettenti u skalabbli ta' formazzjoni taċ-ċeramika. L-istampar bil-ġett li jwaħħal intuża biex jiffabbrika pjanċi ta 'skambjatur tas-sħana UHTC flimkien ma' infiltrazzjoni reattiva, iżda ma ntużax biex jiffabbrika strutturi UHTC TPMS sinterizzati għal densitajiet relattivi għoljin. It-tagħlimiet meħuda minn nanomaterjali tas-sinterizzazzjoni jissuġġerixxu li densità baxxa tal-materja prima waqt l-iffurmar mhix dejjem kwistjoni u li l-kisba ta 'uniformità tajba hija aktar importanti.
F'dan l-istudju, l-awturi wrew il-fattibbiltà tal-manifattura ta 'addittivi ta' sprej adeżiv ta 'strutturi UHTC-TPMS billi sinterizza u stampar kandidati vojta. Inħolqu komponenti b'mill-inqas 92 fil-mija densità relattiva teoretika, li huma wkoll parti mit-TPMS.
Id-densità fil-mira tirrappreżenta t-tranżizzjoni mill-istadju intermedju għall-aħħar stadju tas-sinterizzazzjoni, li huwa meħtieġ biex sinterizza forom kumplessi qrib nett għal densità sħiħa u jrażżnu l-permeazzjoni tal-gass bl-użu tat-teknika HIP tas-sinterizzazzjoni. L-iskop tal-parti tat-TPMS ta 'dimostrazzjoni kien li jara jekk il-parametri tal-istampar u s-sinterizzazzjoni miksuba mill-kampjuni tat-test kinux applikabbli għall-ġeometrija kumplessa li tintuża għad-disinn tal-iskambjatur tas-sħana.
It-tim stampat biċċiet TPMS kubi ta '9 ċm 3 u sinterizzathom mingħajr distorsjoni jew tkissirhom. Topoloġiji tad-disinn, materjali u avvanzi tal-fabbrikazzjoni huma ppreżentati biex tinkiseb l-aqwa prestazzjoni tal-klassi fl-imluħa tal-klorur imdewweb fl-iskambjaturi tas-sħana CSP.
Ir-riċerkaturi jiddiskutu l-użu ta 'kombinazzjoni ta' manifattura ta 'addittivi binder jet u sinterizzazzjoni biex jinbnew ċelloli UHTC-TPMS bbażati fuq ZrB2-MoSi2-. Minħabba l-karatteristiċi tal-ipproċessar u l-kwalità tajba tiegħu, ZrB2-MoSi2 intgħażel intenzjonalment bħala kandidat invalidu biex juri l-fattibilità ta 'skambjatur tas-sħana UHTC-TPMS sakemm l-aħjar materjal UHTC għal din l-applikazzjoni seta' jiġi determinat.
Intwera li l-manifattura ta 'addittivi ta' sprej adeżiv tista 'tintuża biex tipprintja u sinterizza strutturi UHTC-TPMS. Sabiex tiġi limitata b'mod effettiv id-distorsjoni, instab li kienet meħtieġa strateġija li tillimita l-ispazju. Kien kapaċi juża materja prima tat-trab konvenzjonali b'd50 ta 'madwar 2-3 m, l-istess daqs użat fl-ipproċessar UHTC konvenzjonali. Dawn il-materjali huma sinterizzati għal densità relattiva teoretika ta '92-98 fil-mija, li hija biżżejjed biex tipprevjeni li l-fluwidi tal-iskambjatur tas-sħana jgħaddu mill-ħitan, jisseparaw iż-żewġ reġjuni u jippermettu pressjoni iżostatika termali meta jkunu meħtieġa densitajiet ogħla.